JP2010040943A - Device and method for cleaning substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばシリコンウエハやガラス基板等の基板を洗浄する基板洗浄装置と基板洗浄方法に関する。 The present invention relates to a substrate cleaning apparatus and a substrate cleaning method for cleaning a substrate such as a silicon wafer or a glass substrate.
ウエハ上に回路パターンを形成することにより半導体装置を製造する半導体製造工程では、ウエハに付着したパーティクルやフォトレジスト等の残留物など(以下、「異物」と略述する)が、歩留まり低下の一因となる。そのため、半導体製造工程では、必要に応じてウエハの洗浄処理が行われる。デザインルールの微細化、液浸露光技術の導入に伴い、この洗浄処理の重要性が増している。 In a semiconductor manufacturing process in which a semiconductor device is manufactured by forming a circuit pattern on a wafer, particles such as particles and photoresist remaining on the wafer (hereinafter abbreviated as “foreign matter”) may cause a decrease in yield. It becomes a cause. Therefore, in the semiconductor manufacturing process, a wafer cleaning process is performed as necessary. With the miniaturization of design rules and the introduction of immersion exposure technology, the importance of this cleaning process is increasing.
また、半導体製造工程中、エッジに付着した異物は、回路パターンの形成精度に影響を与えたり、処理溶液などを汚染したりする。また、付着した異物がパーティクル化し、後工程に悪影響を及ぼすおそれもある。このため、回路パターンが形成されたウエハの表面のみならず、ウエハのエッジ部、すなわちウエハの表面や裏面の周縁部や端面部に付着した異物やパーティクルも洗い落とす必要があり、この種の洗浄装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この種の洗浄装置では、曲面的なウエハの周縁部や端面部に付着した異物をていねいに洗い落とすために、各部を洗浄するための洗浄ブラシが複数設けられている。このような場合、洗浄ブラシを駆動する駆動機構もブラシごとに必要となるので、装置構成が複雑となり、装置が大型化する傾向にある。 In this type of cleaning apparatus, a plurality of cleaning brushes for cleaning each part are provided in order to carefully wash off foreign substances adhering to the peripheral edge and end surface of the curved wafer. In such a case, since a drive mechanism for driving the cleaning brush is also required for each brush, the apparatus configuration is complicated, and the apparatus tends to increase in size.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、装置を複雑化、大型化させることなく、ウエハのエッジに付着した異物をていねいに洗い落とすことができる基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a substrate cleaning apparatus and a substrate cleaning method capable of carefully washing out foreign substances adhering to the edge of a wafer without complicating and increasing the size of the apparatus. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明の第1の観点に係る基板洗浄装置は、
略円形の基板を保持し、該基板を鉛直軸回りに回転させる回転駆動部と、
前記基板の下方に配置された昇降部材と、
前記昇降部材を昇降させる昇降装置と、
前記基板の下面の周縁部に対向するように前記昇降部材に取り付けられた第1の洗浄ブラシと、
前記昇降部材の上昇時に、前記基板の端面部に当接するように前記昇降部材に取り付けられた第2の洗浄ブラシと、
を備える。
In order to achieve the above object, a substrate cleaning apparatus according to a first aspect of the present invention includes:
A rotation drive unit that holds a substantially circular substrate and rotates the substrate around a vertical axis;
An elevating member disposed below the substrate;
A lifting device for lifting and lowering the lifting member;
A first cleaning brush attached to the elevating member so as to face the peripheral edge of the lower surface of the substrate;
A second cleaning brush attached to the elevating member so as to come into contact with an end surface portion of the substrate when the elevating member is raised;
Is provided.
例えば、前記第2の洗浄ブラシが前記端面部に対向するように取り付けられ、前記第2の洗浄ブラシが、前記基板の端面部に対して接近離隔可能となるように、前記昇降部材に回転自在に取り付けられた回転アームと、前記回転アームの一端部を前記端面部に接近させる回転モーメントを前記回転アームに与える回転モーメント付与部と、前記昇降部材が下降すると前記回転アームの他端に当接し、前記昇降部材が上昇すると前記他端と離間し、前記他端に当接すると、前記回転アームの一端が前記端面部から離間する方向の回転モーメントを前記回転アームに与える固定部材と、をさらに配置してもよい。 For example, the second cleaning brush is attached so as to face the end surface portion, and the second cleaning brush is rotatable on the elevating member so as to be able to approach and separate from the end surface portion of the substrate. A rotating arm attached to the rotating arm, a rotating moment applying portion for applying a rotating moment to the rotating arm so that one end portion of the rotating arm approaches the end surface portion, and the other end of the rotating arm when the lifting member is lowered. A fixing member that separates from the other end when the elevating member is raised and abuts against the other end, and that gives a rotational moment to the rotating arm in a direction in which one end of the rotating arm is separated from the end surface portion; You may arrange.
例えば、前記固定部材は、前記回転アームの他端に当接する傾斜面を有し、前記回転アームは、前記傾斜面の法線よりもさらに傾斜しており、前記固定部材は、前記回転アームの他端部に当接することにより、前記回転アームの一端が前記端面部から離間する方向の回転モーメントを前記回転アームに与える。 For example, the fixing member has an inclined surface that contacts the other end of the rotating arm, the rotating arm is further inclined than a normal line of the inclined surface, and the fixing member is By abutting against the other end, a rotational moment in a direction in which one end of the rotating arm is separated from the end face is applied to the rotating arm.
前記固定部材は、前記昇降装置を収納するケーシングであることとしてもよい。 The fixing member may be a casing that houses the lifting device.
前記回転モーメント付与部は、前記回転アームに取り付けられたバランスウエイトを含むこととしてもよい。 The rotational moment applying unit may include a balance weight attached to the rotating arm.
前記回転モーメント付与部は、前記昇降部材と前記回転アームとの間に架け渡された弾性部材をさらに含むこととしてもよい。 The rotational moment applying unit may further include an elastic member that is bridged between the elevating member and the rotating arm.
前記昇降装置は、前記昇降部材を昇降させるアクチュエータと、前記昇降部材を上昇させる力を調整する調整部と、を備えることとしてもよい。 The elevating device may include an actuator for elevating the elevating member and an adjusting unit for adjusting a force for elevating the elevating member.
前記第1の洗浄ブラシが前記周縁部に当接することにより前記周縁部に加えられる押圧力を検出するセンサをさらに備え、前記調整部は、前記センサの検出信号に基づいて、前記押圧力を調整することとしてもよい。 The sensor further includes a sensor that detects a pressing force applied to the peripheral edge when the first cleaning brush contacts the peripheral edge, and the adjustment unit adjusts the pressing force based on a detection signal of the sensor. It is good to do.
前記第1の洗浄ブラシを回転させるモータをさらに備えることとしてもよい。 A motor for rotating the first cleaning brush may be further provided.
前記基板の上方に配置されたアームと、前記基板の上面の周縁部に対向するように、前記アームに取り付けられた第3の洗浄ブラシと、前記アームを駆動して、前記第3の洗浄ブラシを昇降させるアーム駆動装置と、をさらに備えることとしてもよい。 An arm disposed above the substrate; a third cleaning brush attached to the arm so as to oppose a peripheral portion of an upper surface of the substrate; and the arm being driven to drive the third cleaning brush. It is good also as providing the arm drive device which raises / lowers.
本発明の第2の観点に係る基板洗浄方法は、基板を回転させ、所定の駆動部材を第1の方向に移動することにより、第1と第2の洗浄ブラシに駆動力を与えて、前記第1の洗浄ブラシを前記基板の一面の周縁部に接触させると共に前記第2の洗浄ブラシを前記基板の端面部に接触させ、前記第1の洗浄ブラシと第2の洗浄ブラシを前記基板に接触させた状態で、前記基板を洗浄し、前記所定の駆動部材を第2の方向に移動することにより、第1と第2の洗浄ブラシに駆動力を与えて、前記基板から離接させ、前記基板の回転を停止する、ことを特徴とする。 The substrate cleaning method according to the second aspect of the present invention provides a driving force to the first and second cleaning brushes by rotating the substrate and moving a predetermined driving member in the first direction, The first cleaning brush is brought into contact with a peripheral portion of one surface of the substrate, the second cleaning brush is brought into contact with an end surface portion of the substrate, and the first cleaning brush and the second cleaning brush are brought into contact with the substrate. In this state, the substrate is cleaned, and the predetermined driving member is moved in the second direction to apply a driving force to the first and second cleaning brushes so as to be separated from the substrate. The rotation of the substrate is stopped.
本発明に係る基板洗浄装置によれば、装置を複雑化、大型化させることなく、ウエハのエッジに付着した異物等をていねいに洗い落とすことができる。 According to the substrate cleaning apparatus of the present invention, it is possible to carefully wash out foreign substances and the like attached to the edge of the wafer without complicating and increasing the size of the apparatus.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1には、本実施形態に係る基板洗浄装置100の構成が示されている。
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a configuration of a
基板洗浄装置100は、例えば、円形状の基板としてのウエハWの洗浄、特にウエハWのエッジの洗浄に用いられる。基板洗浄装置100は、枚葉式のウエット洗浄装置であり、ウエハWを回転させつつその洗浄を行うスピン洗浄装置である。
The
図1に示されるように、基板洗浄装置100は、ベース1と、ケーシング2と、スピンチャック3と、モータ4A、昇降装置4Bと、3本のプッシュピン5と、プッシュリング6と、洗浄ブラシ7と、回転アーム8と、洗浄ブラシ9と、バランスウエイト10と、3本のノズル12と、カップ13と、上部ブラシ機構14と、を備えている。本実施形態では、ケーシング2が固定部材に対応し、スピンチャック3とモータ4Aとが回転駆動部に対応し、プッシュリング6が昇降部材に対応する。また、洗浄ブラシ7が第1の洗浄ブラシに対応し、洗浄ブラシ9が第2の洗浄ブラシに対応する。
As shown in FIG. 1, the
ベース1は、例えば除振機構などを介してクリーンルームの床面上に置かれている。ケーシング2は、ベース1上に設置されており、その位置は固定されている。ケーシング2には、スピンチャック3を回転するためのモータ4Aや、スピンチャック3を昇降するための昇降装置4Bが収納されている。ケーシング2の上部は、略円錐台形に形成されている。
The
スピンチャック3は、ケーシング2の最頂部から+Z方向に突き出ている。スピンチャック3は、洗浄対象のウエハWを、その上端部のテーブルにて真空吸着により保持する。これにより、ウエハWは、水平に保持される。スピンチャック3は、モータ4Aに接続されており、モータ4Aの回転に従ってZ軸に平行な鉛直軸O回りに回転する。このスピンチャック3の回転により、ウエハWがZ軸回りに回転する。
The spin chuck 3 protrudes from the topmost portion of the
モータ(スピンドルモータ)4Aは、スピンチャック3を回転駆動する。
A motor (spindle motor) 4A drives the
昇降装置4Bは、例えば、空気圧や油圧で動作するシリンダ等のアクチュエータを備えている。昇降装置4Bは、3本のプッシュピン5を支持し、それらを昇降させる。
3本のプッシュピン5は、ケーシング2から+Z方向に突き出ている。3本目のプッシュピン5は、スピンチャック3の反対側(−X側)に設けられており、図示されていない。+Z側から見ると3本のプッシュピン5は、スピンチャック3を中心とする円周上に120度間隔で配置されている。プッシュピン5は、3本が同時に同じ高さを保ったまま昇降する。
The
The three
プッシュリング6は、3本のプッシュピン5の上端に取り付けられている。プッシュリング6は、環状の平板から構成され、スピンチャック3に保持されたウエハWの下方に、そのウエハWと略平行となるように配置されている。プッシュリング6は、3本のプッシュピン5に支持されて、水平な姿勢を保ちながら昇降する。
The
プッシュリング6の上面には、洗浄ブラシ7が取り付けられている。洗浄ブラシ7は、ウエハWの下面の周縁部に対向するように設置されている。プッシュリング6が上昇すると、洗浄ブラシ7は、ウエハWの下面の周縁部に接触する。ここで、周縁部とは、ウエハWの端面部から数cm程度の外周面のことである。洗浄中、洗浄ブラシ7は、ウエハWの下面の周縁部に接触するが、その接触により生ずる洗浄ブラシ7の押圧力は、洗浄ブラシ7の押し上げ高さと、洗浄ブラシ7の弾性により、一義的に決まる。
A cleaning
洗浄ブラシ7の取り付け位置と反対側のプッシュリング6の端部には、回転アーム8が、回転軸15を介して取り付けられている。回転アーム8は、この回転軸15により、X軸回りに回転可能となっている。回転軸15は、回転アーム8のほぼ中央部に取り付けられている。回転アーム8が回転軸15を中心に回動することにより、その一端(+Z側の端)は、ウエハWの端面部に、接近及び離隔可能する。その一端には、洗浄ブラシ9が取り付けられ、他端にはバランスウェイト10(おもり)が取り付けられている。洗浄ブラシ9は、ウエハWの端面部に対向するように取り付けられている。また、バランスウエイト10は、重力に従って落下しようとし、回転アーム8に紙面時計回りの回転モーメントを与える。この回転モーメントにより、回転アーム8が回転すると、洗浄ブラシ9が取り付けられた回転アーム8の一端は、ウエハWの端面部に接近し、図1に示されるように、洗浄ブラシ9がウエハWの端面部に当接する。
A
より詳細には、図2(A)に示されるように、プッシュリング6が最下点(ホームポジション)に位置している初期状態では、バランスウエイト10は、ケーシング2の傾斜面16に当接しているため、その傾斜面16により、回転アーム8の回転が抑止されている。
More specifically, as shown in FIG. 2A, in the initial state where the
プッシュリング6が上昇すると、当初は、バランスウェイト10がケーシング6の傾斜面16上を摺動し、回転アーム8は徐々に起立する。続いて、バランスウエイト10が傾斜面16から離れると、バランスウエイト10に加えられる重力により、回転アーム8が紙面時計回りに回転し、図2(B)に示されるように、洗浄ブラシ9がウエハWの端面部に当接する。
When the
プッシュリング6が再び下降すると、バランスウエイト10が再びケーシング2の斜面に当接し、さらに、傾斜面16から受ける反力によって、回転アーム8に紙面反時計回りの回転モーメントが生じ、バランスウエイト10が傾斜面16上を摺動しつつ、回転アーム8が紙面反時計回りに回転する。回転アーム8が紙面反時計回りに回転することにより、洗浄ブラシ9はウエハWの端面部から離れ、退避する。プッシュリング6が最下点に到達すると、基板洗浄装置100は、図2(A)に示される初期状態に戻る。
When the
このように、ケーシング2は、プッシュリング6の昇降により回転アーム8の他端、すなわちバランスウエイト10と当接離間する傾斜面16を有している。傾斜面16がバランスウエイト10に当接すると、バランスウエイト10から受ける力の反力により、バランスウエイト10によって生じる回転モーメントとは逆向きの回転モーメントが回転アーム8に与えられる。なお、傾斜面16との当接によって生じる回転モーメントを、バランスウエイト10による回転モーメントの逆向きとするために、回転アーム8が、常に、斜面16の法線よりも、さらに傾斜していることが望ましい。
As described above, the
図1に示すノズル12は、不図示の洗浄液供給装置31(図3参照)と接続されており、洗浄液を、適当なスピードでウエハWに向かって噴射する。洗浄液は、例えば純水(De−Ionized Water:DIW)である。
上側のノズル12の噴射口は、回転するウエハWの略中央部に向いている。この噴射口から噴射された洗浄液は、ウエハWの回転の遠心力により、ウエハWの上面全体に広がり、ウエハWの外周から下方に落下する。
下側の2本のノズル12の噴射口は、ウエハWの下面の外周方向に向いている。これらの噴射口から噴射された洗浄液は、洗浄ブラシ7とウエハWとが接触する部分を含むウエハWの下面上に吹き付けられた後落下する。連続的に噴射される洗浄液により、洗浄ブラシ7、9、22付近には、十分な水膜が形成され、ブラシ洗浄によるスクラッチの形成が防止される。
The
The injection port of the
The injection ports of the two
カップ13は、ノズル12から噴射された洗浄液が外部に漏れるのを防止している。ウエハWから落下し、カップ13で回収された洗浄液は、下部の排水口(ドレイン)131から排出される。カップ13は、図1では不図示のカップ駆動装置33(図3参照)の駆動により昇降可能となっている。ウエハWがロード、アンロードされる際には、カップ13はロードアームと干渉しないように降下しており、洗浄の際には、洗浄液がはねるのを防止すべく、図1に示されるような位置に上昇している。
The
上部ブラシ機構14は、上部アーム21と、第3の洗浄ブラシとしての洗浄ブラシ22とを備えている。上部アーム21は、図1では不図示の上部アーム駆動装置32(図3参照)によって駆動され、Y軸方向及びZ軸方向に移動可能となっている。洗浄ブラシ22は、上部アーム21の下端に取り付けられている。これにより洗浄ブラシ22は、ウエハWの上面の周縁部に対向可能となっており、洗浄中は、図1に示されるように、ウエハWの上面の周縁部に接触している。
The
なお、図1では、洗浄ブラシ7と洗浄ブラシ22とが、ウエハWを挟み込むようにして、洗浄が行われている。このようにすれば、洗浄ブラシ7から受ける押圧力と、洗浄ブラシ22から受ける押圧力とは、作用点をほぼ同じとする逆向きの力となるので、これらの押圧力により、ウエハWが変形するのを防止することができる。
In FIG. 1, the cleaning is performed such that the cleaning
図3には、本実施形態に係る基板洗浄装置100の制御系の構成が示されている。図3に示されるように、この制御系は、主制御装置50を中心に構成されている。
FIG. 3 shows the configuration of the control system of the
主制御装置50には、モータ4Aと、昇降装置4Bと、洗浄液供給装置31と、上部アーム駆動装置32と、カップ駆動装置33と、ロードアーム駆動装置34と、スピンチャック駆動装置35と、真空吸着機構36とが接続されている。これらは、主制御装置50の制御の下で動作する。昇降装置4Bは、前述のように、プッシュリング6を昇降させる。洗浄液供給装置31は、3本のノズル12に洗浄液を供給する。上部アーム駆動装置32は、上部ブラシ機構14をY軸方向及びZ軸方向に駆動する。カップ駆動装置33は、カップ13を昇降させる。ロードアーム駆動装置34は、スピンチャック3に対してウエハWをロード、アンロードする不図示のロードアームを駆動する。スピンチャック駆動装置35は、スピンチャック3を回転駆動するモータ4A及びそのドライバである。真空吸着機構36は、スピンチャック3によりウエハWの真空吸着を行うための真空ポンプなどである。
The
主制御装置50は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備えたマイクロコンピュータから構成される。ROMには、制御プログラムが格納されており、RAMには、制御動作に必要なワークエリア等が形成されている。主制御装置50では、CPUが、ROMから読み出した制御プログラムを実行し、必要に応じてRAMに対してデータを読み書きすることにより、基板洗浄装置100全体を統括制御する。
The
次に、本実施形態に係る基板洗浄装置100の動作について説明する。
Next, the operation of the
洗浄処理が開始される初期段階において、基板洗浄装置100は、図5に示されるような状態となっている。この状態では、スピンチャック3上にウエハWは保持されておらず、プッシュリング6は最下点に位置しており、洗浄ブラシ9は上を向いた状態となっている。また、上部ブラシ機構14は、最右の位置(カップ13よりもさらに右側の位置)に退避しており、カップ13は、最下位置に退避している。
At the initial stage when the cleaning process is started, the
主制御装置50は、洗浄処理の開始指示に応答し、図4に示される洗浄処理を開始し、ウエハWをスピンチャック3にロードする(ステップS01)。より具体的には、主制御装置50は、ロードアーム駆動装置34を駆動して、不図示のロードアームに洗浄対象のウエハWを保持させ、スピンチャック3の上方まで搬送させ、ウエハWをロードアームからスピンチャック3に受け渡させる。主制御装置50は、ウエハWがスピンチャック3に受け渡されるのとほぼ同時に、真空吸着機構36を駆動して、スピンチャック3によりウエハWを真空吸着させる。この結果、図6に示されるように、ウエハWがスピンチャック3により真空吸着保持される。
In response to the cleaning process start instruction,
次に、主制御装置50は、スピンチャック駆動装置35を介してモータ4Aを駆動して、所定の回転数で、スピンチャック3を回転させる(ステップS03)。これにより、図6に示されるように、ウエハWの回転が開始される。
続いて、主制御装置50は、カップ駆動装置33を駆動して、図7に示されるように、カップ13を上昇させる(ステップS05)。
Next, the
Subsequently,
次に、主制御装置50は、洗浄液供給装置31に対して洗浄液の噴射を指示する(ステップS07)。これにより、図7に示されるように、洗浄液供給装置31からノズル12に洗浄液が供給され、ノズル12からの洗浄液の噴射が開始される。
Next,
次に、主制御装置50は、昇降装置4Bを介して、プッシュピン5及びプッシュリング6を上昇させる(ステップS09)。これにより、洗浄ブラシ7が上昇し、回転アーム8が回転して、図8に示されるように、回転するウエハWの下面の周端部に洗浄ブラシ7が接触し、ウエハWの端面部に洗浄ブラシ9が接触する。これにより、実質的に、ウエハWの下面の周縁部と、端面部とのスクラブ洗浄が開始される。
Next,
主制御装置50は、上部アーム駆動装置32を介して、図9に示されるように、上部ブラシ機構14を、矢印YAで示される方向に駆動して(カップ13と干渉しないように、上側に迂回して)、洗浄ブラシ22を、ウエハWの上面の周縁部に接触させる(ステップS11)。これにより、実質的に、ウエハWの上面の周縁部のスクラブ洗浄が開始される。
The
主制御装置50は、ウエハWの洗浄を継続する(ステップS13)。より具体的には、主制御装置50は、所定の時間だけ、図9に示される状態を継続する。これにより、ウエハWの下面、上面の周縁部や端面部に付着した異物が洗浄液とともに洗い流され、ウエハWの上下の周縁部に付着した異物は、洗浄ブラシ7、22によりこすり落とされ、また、ウエハWの端面部に付着した異物は、洗浄ブラシ9によりこすり落とされ、洗浄液とともにカップ13のドレインから排出されるようになる。
一定時間の洗浄が終了すると、主制御装置50は、上部アーム駆動装置32を介して、図9の矢印と逆の方向に上部ブラシ機構14を+Y方向に退避させる(ステップS15)。そして、昇降装置4Bを介して、プッシュリング6等を下降させる。これにより、洗浄ブラシ7、9がウエハWから離れる。この時点で、基板洗浄装置100は、図7に示される状態に戻る。なお、この状態は、しばらく継続され、洗浄液の噴射のみによる仕上げ洗浄が行われる。
When the cleaning for a certain period of time is completed, the
続いて、主制御装置50は、洗浄液供給装置31による洗浄液の供給を停止させる(ステップS17)。この時点で、基板洗浄装置100は、図6に示される状態に戻る。
Subsequently, the
さらに、主制御装置50は、ウエハWの乾燥処理を行う(ステップS19)。より具体的には、主制御装置50は、スピンチャック駆動装置35を介してモータ4Aを制御し、スピンチャック3の回転数を上げる。これにより、ウエハWに残留した洗浄液水分が、ウエハWの回転により生ずる遠心力で、ウエハWから振り落とされるようになる。
Further,
次に、主制御装置50は、カップ駆動装置33を介してカップ13を下降させる(ステップS21)。さらに、モータ4Aを制御して、スピンチャック駆動装置35を介してスピンチャック3の回転を停止させ(ステップS23)、ウエハWのアンロードを行う(ステップS25)。より具体的には、主制御装置50は、真空吸着機構36を介したスピンチャック3による真空吸着を解除するとともに、ロードアーム駆動装置34を駆動して、ウエハWをスピンチャック3からロードアームに受け渡す。ロードアームは、ウエハWを保持して、ウエハWを外部に搬送する。この時点で、基板洗浄装置100は、図5に示される初期状態に戻る。
Next, the
以上説明したように、本実施形態によれば、ウエハWの下面側の周縁部の洗浄に用いられる洗浄ブラシ7と、ウエハWの端面部の洗浄に用いられる洗浄ブラシ9とを駆動するための機構が、共通化されており、プッシュリング6を昇降駆動するだけで、洗浄ブラシ7と9をウエハWに接触させ、隔離することができる。このため、装置構成が必要以上に複雑とならず、また、装置を大型化させなくてすみ、その制御が容易である。
As described above, according to the present embodiment, the cleaning
<第2の実施形態>
上記第1の実施形態においては、洗浄ブラシ7、9のウエハWへの押圧力は一定であったが、これらを調整できるようにしてもよい。
そこで、洗浄ブラシ7、9の押圧力を調整可能とした本発明の第2の実施形態について説明する。
本実施形態に係る基板洗浄装置101は、図10に示すように、上記第1の実施形態に係る基板洗浄装置100の構成に加え、洗浄ブラシ7、9、22のウエハWへの押圧力を調整するための機構と、それらの押圧力を監視するための機構と、をさらに備えている。なお、本実施形態では、上記第1の実施形態に係る基板処理装置100と同じ部分については、同一の符号を付す。
<Second Embodiment>
In the first embodiment, the pressing force of the cleaning brushes 7 and 9 against the wafer W is constant, but these may be adjusted.
Therefore, a second embodiment of the present invention in which the pressing force of the cleaning brushes 7 and 9 can be adjusted will be described.
As shown in FIG. 10, the
図10に示されるように、本実施形態に係る基板洗浄装置101には、昇降装置4Bの代わりに昇降装置4B’が設けられている。昇降装置4B’は、アクチュエータ41と、連結部材42と、台板43と、シリンダ44と、リニアガイド45と、台板46と、調整部としての昇降駆動部47と、を備えている。
As shown in FIG. 10, the
アクチュエータ41は、ケーシング2の内部底面に設置されている。アクチュエータ41としては、例えば、空気圧シリンダ又は油圧シリンダなどが用いられる。
The
連結部材42は、シリンダ41の上端部に固定されたL字状の部材である。シリンダ41が駆動されると、連結部材42の上下位置が変化する。連結部材42には、台板43が取り付けられている。台板43は、シリンダ44及びリニアガイド45を介して、台板46を支持している。台板46は、3本のプッシュピン5を支持している。連結部材42が上下すると、台板43とシリンダ44とリニアガイド45と台板46とが上下動し、結果的に、プッシュピン5が上下動する。
The connecting
シリンダ44には、昇降駆動部47が接続されている。昇降駆動部47は、シリンダ44の空気圧(又は油圧)を調整し、台板43から台板46に加えられる力を調整する。この調整により、結果的に、洗浄ブラシ7からウエハWに伝えられる押圧力を調整することができる。リニアガイド45は、台板46を支持しているが、これにより、シリンダ44の圧力調整が行われても、台板46の姿勢が、台板43に対して平行、すなわち水平に維持されている。
A
このように、本実施形態では、洗浄ブラシ7からウエハWに伝えられる押圧力を調整することができる。このようにすれば、洗浄ブラシ7からウエハWに加えられる押圧力は、こすり洗浄に適した値に維持され、ウエハWの下面の周縁部に付着した異物をていねいに洗い落とすことが可能となる。
Thus, in this embodiment, the pressing force transmitted from the cleaning
また、本実施形態では、プッシュリング6と回転軸15との間に、押しばね25が架け渡されている。押しばね25が、回転アーム8を押すと、回転アーム8を紙面時計回りに回転する回転モーメントが発生する。すなわち、この押しばね25は、バランスウエイト10とともに、回転アーム8に紙面時計回りの回転モーメントを付与している。したがって、この押しばね25を付加することにより、洗浄ブラシ9がウエハWを押圧する力をさらに強くすることができる。
In the present embodiment, a
さらに、本実施形態に係る基板洗浄装置101では、3つの重量センサ51、52、53が設けられている。重量センサ51は、洗浄ブラシ7がウエハWの下側の周縁部に当接することにより、その周縁部に加えられる押圧力(正確にはその反力)を検出する。重量センサ52は、洗浄ブラシ9がウエハWの端面部に当接することによりその端面部に加えられる押圧力(正確にはその反力)を検出する。重量センサ53は、洗浄ブラシ22がウエハWの上側の周縁部に当接することによりその周縁部に加えられる押圧力(正確にはその反力)を検出する。
Furthermore, in the
重量センサ51、52、53の検出信号は、出力部としての表示部60に送られる。表示部60では、重量センサ51、52、53の検出信号の信号レベルが、表示されている。したがって、オペレータは、表示部60の表示内容を見れば、ウエハWに加えられている押圧力が適切な範囲内に収まっているか否かを確認することができる。
The detection signals of the
本実施形態に係る基板洗浄装置101の洗浄動作は、上記第1の実施形態に係る基板洗浄装置100の洗浄動作と同じである。
The cleaning operation of the
以上述べたように、本実施形態に係る基板処理装置101では、洗浄ブラシ7、9、22などからウエハWに加えられる押圧力を調整するための機構や、その押圧力を検出するための機構が設けられている。これらの機構により、洗浄ブラシ7、9、22などがウエハWに加える押圧力を調整できる。従って、洗浄効果をさらに高めることが可能となる。
As described above, in the
なお、本実施形態では、重量センサ51、52、53の検出信号を、表示部60に表示させたが、重量センサ51、52、53の検出信号を、出力部としての記憶装置にログデータとして記憶しておき、工程終了後に、そのログデータを確認することができるようになっていてもよい。
In the present embodiment, the detection signals of the
<第3の実施形態>
第2の実施形態においては、3つの重量センサ51、52、53の検出値を表示部60に表示したり、これを押圧力の制御に利用することも可能である。
以下、重力センタの検出値を用いて、洗浄ブラシ7、9の押圧力を制御する第3の実施形態について説明する。
図11に示されているように、本実施形態に係る基板洗浄装置102は、上記第2の実施形態に係る基板洗浄装置101の構成に加え、洗浄ブラシ7のウエハWへの押圧力を制御するための機構をさらに備えている。
<Third Embodiment>
In the second embodiment, the detection values of the three
Hereinafter, a third embodiment in which the pressing force of the cleaning brushes 7 and 9 is controlled using the detected value of the gravity center will be described.
As shown in FIG. 11, the
本実施形態に係る基板洗浄装置102は、図11に示されるように、重量センサ51の検出信号が、表示部60だけでなく、昇降駆動部47にも出力されている点が、上記第2の実施形態に係る基板洗浄装置102と異なっている。
As shown in FIG. 11, the
昇降駆動部47は、重量センサ51の検出信号に基づいて、洗浄ブラシ7のウエハWへの押圧力が、適正な範囲を超えている場合には、その押圧力が小さくなるように、シリンダ44の圧力を調整し、洗浄ブラシ7のウエハWへの押圧力が、適正な値を下回っている場合には、その押圧力が大きくなるように、シリンダ44の圧力を調整する。
Based on the detection signal from the
このようにすれば、フィードバック制御により、洗浄ブラシ7からウエハWに加えられる押圧力が、洗浄中に適切な値に維持されるようになるので、洗浄効果をさらに高めることが可能となる。
By doing so, the pressing force applied from the cleaning
基板洗浄装置102の洗浄動作は、上記第2の実施形態に係る基板洗浄装置101の洗浄動作と同じである。
The cleaning operation of the
本実施形態において、重量センサ53の検出信号に基づいて、上部アーム21のZ軸方向に関する位置を微調整することにより、洗浄ブラシ22のウエハWへの押圧力を制御するようにしてもよい。このようにすれば、ウエハWの上下面を洗浄ブラシ7と洗浄ブラシ22で挟むとともに、重量センサ51、53を備えて、両者の押圧力が等しくなるように制御するので、上下方向の押圧力をキャンセルすることができる。この結果、洗浄中にウエハWに加えられるストレスを最小化して、ウエハWの変形を抑制し、破損を防止することができる。
In the present embodiment, the pressing force of the cleaning
<第4の実施形態>
上記実施形態においては、洗浄ブラシ7、22は、停止しているが、洗浄効果を高めるため、これらを回転させることも可能である。
以下、洗浄ブラシ7、22を回転させるための機構を備える第4の実施形態について説明する。
<Fourth Embodiment>
In the above embodiment, the cleaning brushes 7 and 22 are stopped. However, in order to enhance the cleaning effect, they can be rotated.
Hereinafter, a fourth embodiment including a mechanism for rotating the cleaning brushes 7 and 22 will be described.
本実施形態に係る基板洗浄装置103は、モータ61、62を備える点が、上記第1の実施形態に係る基板洗浄装置100と異なっている。
モータ61は、プッシュリング6における洗浄ブラシ7の直下に取り付けられており、洗浄ブラシ7を、Z軸回りに回転させる。また、モータ62は、上部アーム21内に設けられており、洗浄ブラシ22を、Z軸回りに回転させる。主制御装置50は、モータ61、62により、洗浄ブラシ7、22を一定の回転数で回転させた状態で、ウエハWに接触させる。
The
The
洗浄ブラシ7、22を回転させるようにすれば、ウエハWの回転と組み合わせて、ウエハWの洗浄効果をさらに高めることができるようになるうえ、洗浄ブラシ7、22の摩耗度を減らしてそれらの寿命を延ばすことができるようになる。 If the cleaning brushes 7 and 22 are rotated, the cleaning effect of the wafer W can be further enhanced in combination with the rotation of the wafer W, and the degree of wear of the cleaning brushes 7 and 22 can be reduced. Life can be extended.
また、洗浄ブラシ22でウエハWの上面の周縁部を洗浄するだけでなく、洗浄ブラシ22を移動させながらウエハWの上面全体を洗浄するようにしてもよい。
例えば、図4のステップS09、S11において図13の矢印YBで示すように、上部ブラシ機構14を、ウエハWの中心を越える位置まで移動した後で下降し、続いて、ウエハWの中心を通って端部まで移動して洗浄し、再度、上部ブラシ機構14を上昇させて、ウエハWの中心を越える位置まで移動した後で下降し、続いて、ウエハWの中心を通って端部まで移動して洗浄するという工程を繰り返す。
Further, not only the peripheral edge of the upper surface of the wafer W may be cleaned with the cleaning
For example, as shown by arrows YB in FIG. 13 in steps S09 and S11 in FIG. 4, the
この結果、ウエハWの上面全体に付着した異物は、洗浄ブラシ22によりスクラブ洗浄され、さらに、洗浄ブラシ22によりウエハWのエッジまで運ばれ、洗浄液とともにウエハWから流れ落ちるようになる。このようにして、ウエハWの上面全体のスクラブ洗浄が可能となる。
As a result, the foreign matter adhering to the entire upper surface of the wafer W is scrubbed by the cleaning
<まとめ>
以上詳細に説明したように、上記各実施形態によれば、洗浄ブラシ7、9の駆動機構を共通化することにより、装置の複雑化、大型化が防止される。この共通化は、上下動するプッシュリング6と回転アーム8との組み合わせにより実現される。
<Summary>
As described above in detail, according to each of the above-described embodiments, the drive mechanisms of the cleaning brushes 7 and 9 are made common, thereby preventing the apparatus from becoming complicated and large. This commonization is realized by a combination of the
プッシュリング6が上昇すると、回転アーム8が回転する。これにより、洗浄ブラシ7がウエハWの下面の周縁部に接触するとともに、洗浄ブラシ9がウエハWの端面部に接触する。また、プッシュリング6が下降すると、回転アーム8が逆方向に回転する。これにより、洗浄ブラシ7、9がウエハWから退避する。
When the
このようなプッシュリング6と回転アーム8との協調動作は、ケーシング2の傾斜面16と、バランスウエイト10等の作用により実現される。回転アーム8には、バランスウエイト10等により、常に、紙面時計回りの回転モーメントが付与されている。しかしながら、バランスウエイト10が傾斜面16に当接すると、その傾斜面16から受ける反力により、回転アーム8に逆向きの回転モーメントが与えられ、回転アーム8が逆方向に回転したり、その回転が抑止されたりする。すなわち、このようにして、プッシュリング6が上昇すると、回転アーム8が紙面時計回りに回転し、プッシュリング6が下降すると、回転アーム8が紙面反時計回りに回転する駆動機構が実現される。この駆動機構によれば、洗浄ブラシ7、9の連動が実現され、ウエハWの下面の摺縁部及び端面部の同時スクラブ洗浄が可能となる。ウエハWの下面の摺縁部及び端面部の同時スクラブ洗浄を実現できるようになれば、その分だけ、ウエハWの洗浄時間を短縮することも可能となる。
Such a cooperative operation of the
ケーシング2の傾斜面16の角度、回転アーム8の傾斜角度は、上述した動作が実現できるのであれば、任意に設定することができるが、回転アーム8は、傾斜面16の法線よりもさらに傾斜している必要がある。このようにしなければ、プッシュリング6が下降したときに、傾斜面16が、回転アーム8に対して紙面反時計回りの回転モーメントを与えることができなくなるからである。
The angle of the
なお、傾斜面16は、平面でなく、曲面であっても構わない。要は、回転アーム8に対し、紙面反時計回りの回転モーメントを与えることができる面であればよい。さらに、バランスウエイト10は、傾斜面16を摺動しやすいように、X軸回りに回転可能となっていてもよい。
The
このように、上記各実施形態では、回転アーム8の回転を抑止する部材を、ケーシング2としたが、本発明はこれには限られず、回転アーム8の回転を抑止する他の部材を設けるようにしてもよい。しかしながら、上記各実施形態のように、ケーシング2の斜面で、回転アーム8の回転を抑止するようにすれば、部材点数を削減することができるので、装置の単純化、小型化に有利となる。
Thus, in each said embodiment, although the member which suppresses rotation of the
また、上記各実施形態では、ウエハWの下面の周縁部を洗浄する洗浄ブラシ7と、ウエハWの上面の周縁部を洗浄する洗浄ブラシ22とを備え、両面の周縁部の洗浄を同時に行うことができるようにした。これにより、ウエハWの洗浄時間を短縮することが可能となる。なお、上記各実施形態では、ステップS09におけるプッシュリング6の上昇と、ステップS11における上部ブラシ機構14の移動とを別々に行ったが、これらは同時に行うようにしてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the cleaning
また、上記各実施形態では、回転アーム8に対し回転モーメントを付与するのは、バランスウエイト10、さらにはこれに加えて押しばね25であったが、押しばね25単独で回転アーム8に回転モーメントを付与するようにしてもよい。また、ばねは、コイルばねに限らず、引きばねや板ばねでもよい。さらに、回転アーム8を適切に付勢できるならば、護謨等の任意の弾性部材を使用できる。さらに、磁石の吸引力・反発力などにより付勢してもよい。
Further, in each of the embodiments described above, it is the
なお、洗浄ブラシ7、9、22としては、スポンジ状のものや、刷毛状のものなど、様々なものを用いることができる。例えば、ポリビニルアルコール製、ポリプロピレン製のブラシを採用することができる。ブラシの種類は、用途に応じて適切に選択されればよい。例えば、ウエハWの下面の周縁部を洗浄する洗浄ブラシ7については、多種多様なパーティクルを除去するために、ポリビニルアルコール製のブラシと、ポリプロピレン製のブラシとを組み合わせたブラシを用いるようにしてもよい。
As the cleaning brushes 7, 9, and 22, various types such as a sponge-like one and a brush-like one can be used. For example, a brush made of polyvinyl alcohol or polypropylene can be employed. The kind of brush should just be selected appropriately according to a use. For example, for the cleaning
1 ベース
2 ケーシング
3 スピンチャック
4A モータ(スピンドルモータ)
4B 昇降装置
5 プッシュピン
6 プッシュリング
7 洗浄ブラシ
8 回転アーム
9 洗浄ブラシ
10 バランスウエイト
12 ノズル
13 カップ
14 上部ブラシ機構
15 回転軸
16 傾斜面
21 上部アーム
22 洗浄ブラシ
25 押しばね
31 洗浄液供給装置
32 上部アーム駆動装置
33 カップ駆動装置
34 ロードアーム駆動装置
35 スピンチャック駆動装置
36 真空吸着機構
41 アクチュエータ
42 連結部材
43 台板
44 シリンダ
45 リニアガイド
46 台板
47 昇降駆動部
50 主制御装置
51、52、53 重量センサ
60 表示部
61、62 モータ
71 連動部材
72 カム機構
100、101、102、103 基板洗浄装置
W ウエハ
1
Claims (11)
前記基板の下方に配置された昇降部材と、
前記昇降部材を昇降させる昇降装置と、
前記基板の下面の周縁部に対向するように前記昇降部材に取り付けられた第1の洗浄ブラシと、
前記昇降部材の上昇時に、前記基板の端面部に当接するように前記昇降部材に取り付けられた第2の洗浄ブラシと、
を備える基板洗浄装置。 A rotation drive unit that holds a substantially circular substrate and rotates the substrate around a vertical axis;
An elevating member disposed below the substrate;
A lifting device for lifting and lowering the lifting member;
A first cleaning brush attached to the elevating member so as to face the peripheral edge of the lower surface of the substrate;
A second cleaning brush attached to the elevating member so as to come into contact with an end surface portion of the substrate when the elevating member is raised;
A substrate cleaning apparatus comprising:
前記回転アームの一端部を前記端面部に接近させる回転モーメントを前記回転アームに与える回転モーメント付与部と、
前記昇降部材が下降すると前記回転アームの他端に当接し、前記昇降部材が上昇すると前記他端と離間し、前記他端に当接すると、前記回転アームの一端が前記端面部から離間する方向の回転モーメントを前記回転アームに与える固定部材と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の基板洗浄装置。 The second cleaning brush is attached so as to face the end surface portion, and the second cleaning brush is rotatably attached to the elevating member so as to be able to approach and separate from the end surface portion of the substrate. A rotating arm,
A rotation moment applying unit that gives the rotation arm a rotation moment that causes one end of the rotation arm to approach the end surface; and
When the elevating member is lowered, it comes into contact with the other end of the rotating arm, when the elevating member is raised, it is separated from the other end, and when it is brought into contact with the other end, one end of the rotating arm is separated from the end surface portion. A fixing member that gives a rotational moment of
The substrate cleaning apparatus according to claim 1, further comprising:
前記回転アームは、前記傾斜面の法線よりもさらに傾斜しており、
前記固定部材は、前記回転アームの他端部に当接することにより、前記回転アームの一端が前記端面部から離間する方向の回転モーメントを前記回転アームに与える、ことを特徴とする請求項2に記載の基板洗浄装置。 The fixing member has an inclined surface that comes into contact with the rotating arm,
The rotating arm is further inclined than the normal of the inclined surface;
3. The fixing member according to claim 2, wherein the fixing member abuts on the other end portion of the rotating arm to give the rotating arm a rotating moment in a direction in which one end of the rotating arm is separated from the end surface portion. The substrate cleaning apparatus as described.
前記昇降部材を昇降するアクチュエータと、
前記昇降部材を上昇させる力を調整する調整部と、を備える、
ことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。 The lifting device is
An actuator for raising and lowering the elevating member;
An adjustment unit for adjusting a force to raise the elevating member,
The substrate cleaning apparatus according to claim 2, wherein
前記調整部は、前記センサの検出信号に基づいて、前記押圧力を調整する、
ことを特徴とする請求項7に記載の基板洗浄装置。 A sensor for detecting a pressing force applied to the peripheral edge when the first cleaning brush contacts the peripheral edge;
The adjusting unit adjusts the pressing force based on a detection signal of the sensor;
The substrate cleaning apparatus according to claim 7.
前記基板の上面の周縁部に対向するように、前記アームに取り付けられた第3の洗浄ブラシと、
前記アームを駆動して、前記第3の洗浄ブラシを昇降させるアーム駆動装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。 An arm disposed above the substrate;
A third cleaning brush attached to the arm so as to face the peripheral edge of the upper surface of the substrate;
An arm driving device for driving the arm to raise and lower the third cleaning brush;
The substrate cleaning apparatus according to claim 1, further comprising:
所定の駆動部材を第1の方向に移動することにより、第1と第2の洗浄ブラシに駆動力を与えて、前記第1の洗浄ブラシを前記基板の一面の周縁部に接触させると共に前記第2の洗浄ブラシを前記基板の端面部に接触させ、
前記第1の洗浄ブラシと第2の洗浄ブラシを前記基板に接触させた状態で、前記基板を洗浄し、
前記所定の駆動部材を第2の方向に移動することにより、第1と第2の洗浄ブラシに駆動力を与えて、前記基板から離接させ、
前記基板の回転を停止する、
ことを特徴とする基板洗浄方法。 Rotate the board
By moving a predetermined driving member in the first direction, a driving force is applied to the first and second cleaning brushes so that the first cleaning brush is brought into contact with a peripheral portion of one surface of the substrate, and the first cleaning brush is brought into contact with the first cleaning brush. The cleaning brush of 2 is brought into contact with the end face of the substrate,
With the first cleaning brush and the second cleaning brush in contact with the substrate, the substrate is cleaned,
By moving the predetermined driving member in the second direction, a driving force is applied to the first and second cleaning brushes so as to be separated from the substrate,
Stop the rotation of the substrate;
And a substrate cleaning method.
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